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科技成果簡介:第二類吸收式熱泵余熱回收技術
2015-05-14 09:51 李春野 

一、項目簡介

第二類吸收式熱泵以廢熱來驅動系統,通過吸收過程放出的潛熱使其中一部分低品位熱能的溫位提高,送至用戶使用,而另一部分轉換成更低的溫位排放到環境中,整個過程中無任何污染排放。由于不需要耗費高溫熱源便可回收工業廢熱,在很多行業的節能工作中占據很大的優勢。從長遠的角度來看,第二類吸收式熱泵作為節能的一個主要措施有廣闊的應用前景。根據利用余熱的溫度范圍,吸收式熱泵分為低溫吸收式熱泵和高溫吸收式熱泵。低溫吸收式熱泵,目前,主要應用的第二類吸收式熱泵裝置僅以中低溫位廢熱來驅動系統。高溫吸收式熱變換器的基本原理與低溫吸收式熱變換器相同,但是其高壓區和低壓區都是工作在正壓環境下,工質對再循環過程中的控制比低溫吸收式熱變換器困難。同時,由于系統操作溫度高,對設備的耐腐蝕性要求極高。

本團隊在研發了低溫吸收式熱泵并得到成功地工業應用的基礎上,研發了一種抗腐蝕性復合SiO2膜技術解決了高溫吸收式熱變換器的主要技術難點,開發出了高溫吸收式熱泵,并成功研制了一臺5kW負荷的試驗樣機,各項性能均達到設計要求,輸出可用熱高于200℃,通過科技部組織的專家驗收,擴大了吸收式熱泵的適用范圍。如果將其與低溫吸收式熱變換器聯合使用,可實現能量的梯級利用,從而實現能量的最大利用率,潛在的經濟效益巨大。

關鍵技術:

基于界面效應改善液膜流動原理,研發了異形強化管強化溴化鋰垂直管外降膜吸收性能。利用在線成膜工藝,在系統運行時自動生成耐腐蝕硅膜,解決了高溫溴化鋰溶液腐蝕問題。此外,研究了涂層分布管表面強化傳熱傳質技術。

二、應用范圍

適用于石化企業、鋼鐵企業、造紙企業、食品企業等廢熱比較集中的行業,可獲得巨大的經濟效益。

三、知識產權情況

已獲得多項表面制備、強化傳熱技術和設備的專利。相關專利:ZL200610155919.3CN201010180710.9CN201110095461.8。“利用吸收式熱泵回收合成橡膠凝聚余熱工業技術”,中國石油和化學工業科學技術獎(2003);“中國石油化工集團公司科技進步獎,(2001

四、規模與投資

本團隊和燕山石油化工公司研究院、燕化公司橡膠廠合作,于1999年在燕化公司SBS凝聚工段建成了5MW AHT工業裝置。這是國內第一臺AHT工業化裝置,每噸產品降低蒸汽消耗1噸以上,節約近50%的循環水量,年回收熱能價值約300萬元,2.5年收回全部投資。2002年和2007年在燕化公司合成橡膠廠順丁橡膠凝聚工段建成了兩套7MWAHT工業裝置。2004年在上海高橋石化公司化工事業部合成橡膠裝置上成功建成兩套6MW的吸收式熱泵。

根據設備規模和當地物資價格水平等因素確定具體投資成本,投資回收期在2-2.5年。

五、提供技術的程度和合作方式

本團隊成功地研制出了第二類吸收式熱泵,技術成熟度高,成功地和多個單位進行了合作,收到了良好經濟效益和社會效益。愿與有興趣并對余熱回收技術有需求的單位合作進一步研發。

本團隊可提供成套的技術工藝包,主體設備的設計及開試車等現場指導工作,對有需求的單位可進行技術轉讓等合作。

六、配圖:

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1 北京燕山石化SBS凝聚工段與順丁橡膠工段及上海高橋石化吸收式熱變換器

七、產業化程度

本團隊在北京燕山石化公司和上海高橋石化公司已累計完成了5MW級工業化裝置,穩定運行已接近10年,證明了該熱泵技術成熟,達到了工業化推廣的水平。

典型用戶: 北京燕山石化公司、上海高橋石化公司

1、建設規模:北京燕山石化公司SBS凝聚工段2000年建成一套5MW裝置。回收凝聚段產生的廢熱,經過吸收熱熱變換器,將90-100℃的廢熱源溫度提高超過25℃,投資額610萬元,建設期6個月,年節能經濟效益345.8萬元,投資回收期2年。

2、建設規模:北京燕山石化公司順丁橡膠工段2002年、2007年共建成兩套7MW裝置。回收工段產生的廢熱,經過吸收熱熱變換器,將90-100℃的廢熱源溫度提高超過25℃,投資額1450萬元,建設期6個月,年節能經濟效益700萬元,投資回收期2年。

3、建設規模:上海高橋石化公司2004年建成兩套7MW。回收工段產生的廢熱,經過吸收熱熱變換器,將90-100℃的廢熱源溫度提高超過25℃,投資額1500萬元,建設期6個月,年節能經濟效益800萬元,投資回收期1.88年。

 

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